■ 김규회의 뒤집어보는 상식

게티이미지뱅크

한파가 몰아치며 지난 3일 올겨울 들어 처음으로 한강이 얼었다. 흔히 ‘얼음’ 하면 우리는 유리처럼 매끄럽고 반질반질한 표면을 떠올린다.

그러나 과학의 눈으로 본 얼음은 우리의 짐작만큼 매끈한 물질이 아니다. 오히려 그 표면은 미세한 요철과 불균질한 구조로 이뤄져 있다. 얼음이 매끄럽게 느껴지는 것은 어쩌면 시각이 주는 착각에 가깝다. 얼음 표면은 빛을 고르게 반사해 겉보기엔 매끄러운 유리 같지만, 현미경으로 들여다보면 수많은 미세 균열과 돌기가 뒤섞여 있다. 물이 얼어 결정구조를 형성할 때 분자 배열이 완벽하게 정렬되지 않기 때문이다. 온도 변화, 압력, 불순물 등에 따라 결정이 제각각 다른 방향으로 자라나며 표면에 울퉁불퉁한 흔적을 남기는 것이다.

그렇다면 얼음 위에서는 왜 그렇게 잘 미끄러질까. 이에 대한 설명으로 ‘압력에 의해 얼음이 녹아 물막이 생긴다’는 이론이 널리 알려져 있다. 사람이 얼음 위에 서면 체중이 가해져 얼음이 순간적으로 녹고, 그 얇은 물층이 윤활유 역할을 한다는 것이다.

최근 연구들은 얼음 표면에 이미 극히 얇은 액체 상태의 물층이 존재한다는 점에 주목한다. 얼음의 가장 바깥쪽에 위치한 물 분자들은 내부의 분자들처럼 단단히 결합돼 있지 않아, 영하의 온도에서도 부분적으로 자유롭게 움직일 수 있다. 이로 인해 얼음 표면에는 얇은 ‘준액체층’이 형성되며, 이 분자 수준의 물층이 마찰을 크게 줄여 미끄러움을 만들어낸다.

일상에서 접하는 얼음 역시 상황에 따라 전혀 다른 성질을 보인다. 냉동실에서 막 꺼낸 얼음, 햇볕을 받아 표면이 녹기 시작한 얼음, 눈이 쌓였다가 눌려 형성된 빙판은 각각 다른 미끄러움을 느끼게 한다. 이는 얼음이 하나의 균질한 물질이 아니라, 환경에 따라 끊임없이 변화하는 ‘동적 표면’을 지닌 존재임을 보여준다.

도서관닷컴 대표

출처: 문화일보(2026-01-07)